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Airbus a dévoilé lundi trois concepts d'avion propulsé à l'hydrogène et vise la mise en service d'un appareil commercial zéro émission en 2035, un "axe stratégique majeur" pour l'avionneur, soumis comme le reste du secteur à une pression croissante de l'opinion publique.
Mis à mal par la crise due au coronavirus et dans le collimateur du mouvement "flygskam" (honte de prendre l'avion) pour ses émissions de CO2 (2 à 3% des émissions mondiales), le secteur aéronautique met les bouchées doubles pour avancer vers la décarbonisation du transport aérien.
"Il s'agit d'un moment historique pour l'ensemble du secteur de l'aviation commerciale, et nous entendons jouer un rôle de premier plan dans la transition la plus importante que notre industrie ait jamais connue", résume dans un communiqué Guillaume Faury, le président exécutif d'Airbus. Pour le ministre des Transports Jean-Baptiste Djebbari, "c'est la meilleure réponse à cet aviation-bashing qu'on observe depuis plusieurs mois".
L'avionneur planche sur trois concepts d'appareils, tous propulsés à l'hydrogène et désignés sous le nom de code "ZEROe" pour "zéro émission". Le moteur à hydrogène n'émet pas de pollution puisqu'il ne produit que de la vapeur d'eau. Cela suppose en revanche que l'hydrogène soit lui-même "propre", c'est-à-dire produit par électrolyse de l'eau en utilisant une électricité issue de sources renouvelables ou à tout le moins faiblement carbonées.
Le premier concept est un turboréacteur à l'apparence classique mais un peu allongée. De 120 à 200 passagers, soit l'équivalent d'un A220 ou d'un A320 et d'une autonomie de plus de 3 500 kilomètres, il serait alimenté par une turbine à gaz fonctionnant à l'hydrogène, stocké dans des réservoirs situés dans la partie arrière du fuselage.
"Le coeur des moteurs d'avion, c'est une turbine à gaz", dans laquelle est brûlé du kérosène vaporisé, expliquait cet été le directeur général de l'aviation civile (DGAC) Patrick Gandil. Y brûler de l'hydrogène ne nécessiterait que de légères modifications. L'appareil sera en outre doté d'une pile à combustible, elle-même alimentée par de l'hydrogène, qui permettra d'"apporter un surcroît de puissance (électrique) aux moteurs quand c'est nécessaire", selon Jean-Brice Dumont, directeur de l'ingénierie chez Airbus.
Le second concept est un avion régional turbopropulseur (à hélices) pouvant embarquer jusqu'à 100 passagers sur 1 800 kilomètres.
Le troisième concept est une aile volante d'une capacité et autonomie semblable au concept de turboréacteur.
Réservoir cryogénique
"Le fuselage exceptionnellement large offre de multiples possibilités pour le stockage et la distribution d'hydrogène, ainsi que pour l'aménagement de la cabine", explique Airbus, qui planche sur un concept d'aile volante, le Maveric, depuis 2017.
C'est dans son stockage et son transport à bord que réside la difficulté de l'hydrogène. "L'hydrogène a le même rendement énergétique que le kérosène pour un tiers du poids mais nécessite un volume quatre fois supérieur", d'autant qu'il doit être liquéfié à - 253 degrés, a expliqué Grazia Vittadini, directrice de la technologie de l'avionneur.
Les réservoirs cryogéniques doivent être de forme cylindrique ou sphérique pour résister à la pression, donc "on ne peut pas en loger partout dans les ailes comme on le fait aujourd'hui", explique Patrick Gandil. Cela ouvre la voie à de nombreux changements possibles dans la forme de l'avion, au-delà de moteurs accrochés sous des ailes.
Airbus, le motoriste Safran, leur coentreprise Arianegroup et l'Onera, réunis en consortium, planchent depuis le début de l'année sur l'utilisation de l'hydrogène pour l'aviation. Le choix et la maturation des technologies prendront cinq ans puis deux pour celui des fournisseurs et sites industriels, selon Guillaume Faury. "Donc, la mise en programme est prévue aux environs de 2028. Notre ambition est d'être le premier constructeur à mettre en service un tel appareil en 2035". Il faudra consacrer à ce programme "plusieurs dizaines de milliards d'euros", selon lui.
Ce calendrier correspond à l'objectif d'un "avion neutre en carbone", fixé début juin par le gouvernement français, qui a prévu d'y consacrer 1,5 milliard d'euros d'ici à 2022 dans le cadre de son plan de soutien au secteur aéronautique. Les États ont fait de l'hydrogène un axe majeur de développement : l'Allemagne a prévu un plan de 9 milliards d'euros pour développer ses usages, la France 7 milliards d'euros.
